重金属对蚕豆(vicia faba)根尖的核酸含量及核酸酶活性影响的研究

Pb~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)在低浓度作用下,随处理浓度的升高,刺激蚕豆(Vicia faba)DNA含量(处理浓度分别低于10.0、0.50、50.0ppm)和RNA含量(处理浓度分别低于10.0、50.0、50.0ppm),DNase活性(处理浓度均低于10.0ppm)和RNase活性(处理浓度分别低于20.0、10.0、50.0ppm)相应地升高;当处理浓度超过相应浓度时,DNA和RNA含量以及DNase与RNase活性随浓度升高而降低。Hg~(2+)在小于0.05ppm时使RNase活性升高,高于该浓度使其降低,其它各指标无上述规律性变化。重金属对核酸代谢的影响结果取决于植物组织的适应性反应与金属离子的毒性反应的强度。文章还讨论了金属离子特征和可能存在的不同代谢活动的抗性诱导体系对植物毒性的影响,以及蛋白质的代谢活动对植物适应性水平的影响。     

半导体材料生产废水中的GaAs、Ga3+和Ge4+对活性污泥核酸和氨基酸的影响

研究了GaAs、Ga³⁺、Ge⁴⁺、Hg²⁺和Cr⁶⁺对活性污泥脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的影响,以及GaAs对活性污泥氨基酸的影响。结果表明,Hg²⁺和Cr⁶⁺主要使活性污泥中核酸的DNA含量减少,GaAs则主要使RNA含量减少,Ge⁴⁺浓度达到300ppm/g MLSS对,无论对DNA还是RNA的合成都有较强的抑制影响。低浓度的GaAs对活性污泥氨基酸含量影响不大,而GaAs浓度达360ppm/g MLSS时则使活性污泥中氨基酸含量明显减少。     

模拟重金属污染下曼陀罗种群核酸代谢变化研

将不同空间地段上获得同一种质但污染年代各不相同的曼陀罗材料种子易地种植在同一模拟重金属污染生境中生长,对比分析了曼陀罗种群的核酸代谢(DNA、RNA、DNase、RNase)动态变化.结果表明:在本实验条件下,种群的核酸代谢发生了定向性改变;在短期污染条件下,DNA、RNA、DNase、RNase活性代谢发生了一定程度的紊乱,随着污染时间的推移,上述生理变化逐渐向对照CK种群的"正常值"回复,表现出种群对重金属污染迹地的抗性适应和分化,且分化发生的速度远高于植物自然分化进程.根据上述四项生理指标对这四个曼陀罗种群利用模糊数学评判分析方法进行排序,适应性从优到劣的排序顺序为CK>L>M>S.     

模拟重金属污染下曼陀罗种群核酸代谢变化研究

将不同空间地段上获得同一种质但污染年代各不相同的曼陀罗材料种子易地种植在同一模拟重金属污染生境中生长，对比分析了曼陀罗种群的核酸代谢（DNA、RNA、DNase、RNase)动态变化。结果表明：在本实验条件下，种群的核酸代谢发生了定向性改变；在短期污染条件下，DNA、RNA、DNase、RNase活性代谢发生了一定程度的紊乱，随着污染时间的推移，上述生理变化逐渐向对照CK种群的“正常值”回复，表现出种群对重金属污染迹地的抗性适应和分化，且分化发生的速度远高于植物自然分化进程。根据上述四项生理指标对这四个曼陀曼种群利用模糊数学评判分析方法进行排序，适应性从优到劣的排序顺序为CK＞L＞M＞S。     

镉对罗非鱼鳃线粒体结构和能量代谢的影响

为探明水环境镉对罗非鱼(Oreochromis niloticus)鳃线粒体结构和能量代谢的影响及其作用机理,本研究采用室内模拟方法,将罗非鱼在Cd²⁺浓度为0　μg/L、50　μg/L和500　μg/L的水中暴露7　d后,观察鳃线粒体超微结构并测定线粒体超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量和鳃组织中磷酸果糖激酶(PFK)、ATP酶(ATPase)活性、乳酸(LD)、ATP、ADP、AMP含量及血浆中Na⁺、K⁺、Ca²⁺浓度和渗透压,并计算能荷值(EC).结果表明,50　μg/L组鱼鳃线粒体结构未受损, 除SOD酶活性被显著诱导外,其余测定指标与对照组相比无显著差异(p>0.05); 而500　μg/L组鱼鳃线粒体严重受损, LD、MDA、ADP、AMP和血浆K⁺含量显著高于对照组, SOD和ATPase活性显著低于对照组(p<0.05), PFK和渗透压无显著变化(p>0.05),但有降低趋势.结果表明,高浓度镉短期暴露将降低鱼鳃线粒体SOD活性而导致线粒体氧化损伤,同时抑制ATPase和PFK活性,影响鳃的能量供应和利用,最终降低鳃血浆渗透压和离子浓度调节能力可能是其毒性机理之一.     

重金属对厌氧污泥电子传递体系活性影响研究

以2-氯酚（2-CP）厌氧降解污泥电子传递体系(ETS)活性为考察对象,研究了3种典型重金属元素Cu²⁺、Cd²⁺、Ni²⁺对ETS活性的影响,并比较了驯化过程对提高厌氧微生物抗重金属毒性的作用.重金属离子对厌氧污泥呼吸活性的抑制作用发生很快,在0.25 h内就已表现出来,并随金属浓度的增加而加剧.驯化前,3种金属的作用均表现为抑制,抑制作用的强弱顺序为Ni²⁺>Cd²⁺>Cu²⁺,抑制强度与金属离子在水溶液中的含量成正相关关系.采用低浓度金属离子驯化的方法可以有效改善重金属毒性.驯化后,Cu²⁺毒性的降幅约为10%,Cd²⁺毒性的最大降幅超过40%,Ni²⁺对污泥ETS活性的作用则基本表现为促进,最佳促进浓度约为70　mg/L.Ni²⁺对ETS活性的特殊激活作用可能与其能形成正四面体结构的络合物有关.驯化作用对改善金属毒性的效果：Ni²⁺>Cd²⁺> Cu²⁺.     

螯合剂对铜毒性的影响

研究了螯合剂EDTA和DTPA对海州香薷蓄铜能力和铜毒性的影响.结果显示,EDTA和DTPA能抑制植物的生长,使其生物量降低,叶绿素含量下降,同时降低了植物的根系活力.EDTA和DTPA都可引起植物SOD、POD活性上升,在与Cu²⁺共同作用下,EDTA对Cu²⁺毒性影响较小,表现在SOD、POD活性仍按Cu²⁺独立作用下的变化规律而变化,且数值上变化不大.而DTPA则降低了Cu²⁺作用下SOD、POD活性的变化.EDTA使海州香薷地上部分铜浓度增加,DTPA则明显降低了海州香薷的铜含量.     

植物叶钾离子渗出量在大气质量评价中的应用--Ⅱ.利用叶片K+渗出量和含硫量监测大气SO2污染的比较研究

以加拿大杨(Populus Canadensis)为材料,经熏气证实,SO₂浓度与叶片含硫量及K⁺渗出量之间呈密切正相关。按污染指数(IPC)法和统计法(μ+s)划分四个污染等级,用以评价沈阳市SO₂污染,K⁺渗出量法较叶片含硫量法更接近理化监测值。按95%置信度绘制预测图,经精度分析,K⁺渗出量法较叶片含硫量法更为精确。     

Ce3+(La3+))改性Cu-ZSM-5催化剂分解NO活性的研究

 采用一步离子交换法用稀土Ce³⁺(La³⁺对Cu-ZSM-5分子筛改性,并在固定床反应器中进行了催化剂分解NO活性和耐氧性的实验研究.结果表明,离子交换主要发生在分子筛铝羟基和桥联羟基上,其中交换后的铝羟基为活性中心.Ce³⁺更易于交换到桥联羟基上,使铜离子占据活性中心,较低的交换温度和浓度有利于制备高催化活性催化剂.改性Cu-ZSM-5分子筛催化剂可以显著降低活性反应温度和提高空速,在310～390℃的温度范围内,La-Cu-ZSM-5催化剂上NO转化率均在80%以上,表现出良好的活性和较宽的反应温度范围.在O₂体积含量低于9%时,Ce³⁺掺杂Cu-ZSM-5表现出良好的氧稳定性,NO转化率基本保持在84%.     

利用水绵（Spirogyra）深度处理生活污水强化除磷及其机制的探讨

提出了用水绵进行城市污水深度处理的方法,强化去除水中氮、磷等污染物,以实际生活污水为对象,分析了水绵（Spirogyra）的除污染性能.在自然光照条件下,Spirogyra 剂量（湿重）>3.05 g/L时,运行5 d后,TP浓度降到0.09 mg/L以下,去除率为96.84%以上;NH⁺₄-Ｎ浓度降到2.82 mg/L以下,去除率为88.60%以上;TN浓度降到4.31 mg/L以下,去除率在85.49%以上;高锰酸盐指数降到16.86 mg/L以下,去除率为24.56%以上.处理效率随Spirogyra 剂量提高而增加.在利用Spirogyra 深度处理污水的过程中,水的pH值逐渐升高,Ca²⁺、Mg²⁺浓度降低,电导率下降.Spirogyra 生长引起水体pH 升高,诱导盐类矿物沉积,沉积矿物对磷的吸附是除磷的重要机制.Spirogyra 除磷符合Langmuir吸附等温线,本实验条件下Spirogyra(湿重)对磷的饱和吸附量(以P计）为3.159 mg/g.Spirogyra 生长引起水的pH 升高,使NH⁺₄-Ｎ 挥发可能是除氮的主要机制.选择适当的Spirogyra 用量和处理时间,处理后的出水氮、磷含量可达到湖泊类景观环境用水的水质标准.Spirogyra良好的除氮、磷特性可能为污水深度处理提供新的技术途径.     

生物膜接触氧化法处理苯胺废水

以AN3菌和硝化类细菌构成的复合生物膜降解苯胺 ,研究挂膜过程中苯胺代谢产物的变化情况、生物膜内异养菌与硝化类细菌生态分布情况 ,以及水质条件对苯胺代谢速率的影响 .结果表明 ,挂膜期间苯胺中的氮首先被降解成氨 ,然后进一步生成亚硝酸根或硝酸根 .反应器内的稳定生物膜主要由AN3菌构成 ,但靠近出水位置生物膜中的硝化类细菌密度较进水位置高 10 0倍以上 .生物膜代谢的最佳pH值范围是 6 9— 7 5 .重金属离子 ,尤其是Hg2 ,通常会对生物膜的代谢活性产生抑制作用     

紫露草微核监测法在海洋酵母菌解毒重金属离子中的应用

在人工配制的污染海水(含Cr~(3+)、Cd~(2+)和Hg~(2+))各150ppm或自然海区污染的海水中,加入一定量的海洋酵母菌(1.5×10~7个/500ml海水),经过一定时间处理后,表明酵母菌有解毒和净化污染海水的作用。用紫露草微核方法和化学方法进行对比监测表明,污染海水紫露草微核率降低,离子含量减少。该实验为用微生物方法净化海水提供了依据。     

用TTC与INT-电子传递体系活性表征重金属对污泥活性的影响

研究了不同浓度的Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺和Ag⁺对污泥TTC和INT 电子传递体系活性产生的影响 ,比较了这 2个参数在表征污泥活性受重金属抑制时的灵敏性 .结果表明 ,各种重金属抑制污泥TTC 电子传递体系活性的IC₅₀小于抑制INT 电子传递体系活性的IC₅₀,TTC 电子传递体系活性反映重金属毒性作用的灵敏性大于INT 电子传递体系活性 .实验的重金属离子呈现出不同的毒性作用 ,以TTC 电子传递体系活性为评价参数 ,毒性顺序为 :Hg²⁺>Cd²⁺>Cu²⁺>Ag⁺>Zn²⁺>Ni²⁺>Pb²⁺,以INT 电子传递体系活性为评价参数 ,毒性顺序为 :Hg²⁺>Ag⁺>Cu²⁺>Cd²⁺>Zn²⁺>Ni²⁺>Pb²⁺.     

含vgb基因的重组毕赤酵母菌对重金属离子的吸附解吸特征

酵母因为其比表面积大、密度高被广泛用于水体中重金属的吸附.本文研究比较野生毕赤酵母KM71及含有vgb基因的重组毕赤酵母KM71对重金属Ni²⁺、Cd²⁺和Pb²⁺的吸附解吸特性,并研究混合金属离子对酵母菌吸附性能的影响.不同金属离子均在2 h达到吸附解吸平衡,酵母菌对不同种类金属离子的吸附具有选择性,温度和pH变化对毕赤酵母吸附重金属影响较小.重组毕赤酵母菌对重金属的抗性更强.通过对环境因素及复合剂的优化,得到对重金属镉、镍、铅具有高效吸附性能的重组酵母菌,重组酵母菌对单元素溶液中Ni²⁺、Cd²⁺和Pb²⁺的吸附量分别为10.56、17.68和20.14 mg·g^-1,对三元金属混合溶液中的Ni²⁺、Cd²⁺和Pb²⁺的吸附量分别为8.28、9.89和19.99 mg·g^-1.通过条件优化重组毕赤酵母对Ni²⁺、Cd²⁺和 Pb²⁺的吸附率分别提高了15.14%、21.04%、18.47%,吸附量分别提高了11.26、13.43、22.90 mg·g^-1.本试验为促进酵母菌在处理重金属污染废水中的广泛应用提供了科学依据.     

废水中GaAs、Ga3+、Ge4+对活性污泥脱氢酶的影响及其抑制动力学

以活性污泥脱氢酶的活性作为毒性指标,研究了半导体材料GaAs、Ga³⁺、Ge⁴⁺对活性污泥活性的抑制影响,并用Hg²⁺作为参比材料;同时对抑制动力学也作了初步研究。实验表明,GaAs、Ga³⁺、Ge⁴⁺及Hg²⁺的10％抑制浓度分别为45.00,371.63,0.13ppm/gMLSS,GaAs、Ga³⁺、Ge⁴⁺和Hg²     

大肠杆菌IscA膜表面表达菌株在吸附水体重金属中的应用

为构建一种能够高效、同时吸附水中多种重金属离子的大肠杆菌,利用融合蛋白表达技术,首先将大肠杆菌前脂蛋白信号肽Lpp、膜蛋白OmpA的N端部分氨基酸和铁硫簇组装蛋白IscA的编码基因序列进行融合,构建pET-Lpp-OmpA-IscA表达载体,将此载体导入大肠杆菌BL21菌株.在IPTG诱导下,IscA蛋白可表达于细胞膜表面.然后对IscA膜表面表达菌株对重金属的吸附能力进行评估,包括测定最大吸附容量、绘制吸附浓度依赖曲线和时间依赖曲线,以及对菌株清除工业污水中重金属的性能进行初步探索.研究结果表明,与本底对照菌株相比,IscA蛋白在细胞膜表面表达能够使菌株对水中的Cu~(2+)、Ni~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、As~(3+)、Co~(2+)、Hg~(2+)这7种重金属的吸附能力提高2～5倍不等,并且在pH为6～8范围内保持其吸附能力基本不变.此菌株能够在30 min内将各种重金属溶液中超标5倍的金属含量降低至最大允许排放浓度以下,并且对吸附的重金属具有不同程度的回收能力和菌株再生能力.此外,该菌株能够同时吸附工业污水中的多种重金属,有效降低各种重金属含量.因此,利用膜表面表达技术对大肠杆菌进行改造,成功提高了大肠杆菌对多种重金属的吸附能力,为利用微生物治理环境重金属污染提供了良好的应用前景.     

高分子重金属絮凝剂的性能及作用机理研究

以含Ni^2 废水作为处理对象,主要研究了几个影响高分子重金属絮凝剂去除废水中Ni^2 的因素,从而进一步了解高分子重金属絮凝剂的结构和性能．实验结果表明：(1)某些离子存在时,pH值对Ni^2 的最高去除率影响不大;(2)水中某些二价阳离子的存在不仅不会消耗高分子重金属絮凝剂的用量,而且会促进Ni^2 絮凝沉淀,Ni^2 的去除率均在95％以上;(3)水中Fe^3 会与Ni^2 竞争高分子重金属絮凝剂分子中二硫代羧基上的配位基,若高分子重金属絮凝剂投加量不足,Fe^3 的存在将影响螯合体MHMF-Ni^2 的生成;(4)Ni^2 和致浊物质会互相促进彼此的去除,浊度的去除率在97％以上．(5)高分子重金属絮凝剂对重金属离子具有选择性,可将部分重金属离子从其它离子中分离开、回收再利用．     

Highly efficient Hg2+ removal via a competitive strategy using a Co-based metal organic framework ZIF-67

The stronger coordination ability of mercury ions with organic ligands than the metal ions in metal organic framework (MOFs) provides an accessible way to separate mercury ions from solution using specific MOFs. In this study, a Co-based MOF (ZIF-67, Co(mIM)₂) was synthesized. It did not introduce specific functional groups, such as -SH and -NH₂, into its structure through complicated steps. It separate Hg²⁺ from wastewater with a new strategy, which utilized the stronger coordination ability of Hg²⁺ with the nitrogen atom on the imidazole ring of the organic ligand than the Co²⁺ ions. Hg²⁺ replaced Co²⁺ nodes from ZIF-67 and formed a more stable precipitate with mIM. The experimental results showed that this new strategy was efficient. ZIF-67 exhibited Hg²⁺ adsorption capacity of 1740 mg/g, much higher than the known MOFs sorbents. mIMs is the reaction center and ZIF-67 can improve its utilization. The sample color faded from purple to white due to the loss of cobalt ion. It is a great feature of ZIF-67 that allows users to judge whether the sorbent is deactivated intuitively. ZIF-67 can be sustainable recycled by adding organic ligands to the solution after treatment due to its simple synthesis method at room temperature. It's a high-efficient and sustainable sorbent for Hg²⁺ separation from wastewater.     

Iron and lead ion adsorption by microbial flocculants in synthetic wastewater and their related carbonate formation

Although microbial treatments of heavy metal ions in wastewater have been studied, the removal of these metals through incorporation into carbonate minerals has rarely been reported. To investigate the removal of Fe^3＋ and Pb^2＋, two representative metals in wastewater, through the precipitation of carbonate minerals by a microbial flocculant （MBF） produced by Bacillus mucilaginosus. MBF was added to synthetic wastewater containing different Fe^3＋ and Pb^2＋ concentrations, and the extent of flocculation was analyzed. CO2 was bubbled into the mixture of MBF and Fe^3＋/Pb^2＋ to initiate the reaction. The solid substrates were analyzed via X-ray diffraction, transmission electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. The results showed that the removal efficiency decreased and the MBF adsorption capacity for metals increased with increasing heavy metal concentration. In the system containing MBF, metals （Fe^3＋ and Pb^2＋）, and CO2, the concentrated metals adsorbed onto the MBF combined with the dissolved CO2, resulting in oversaturation of metal carbonate minerals to form iron carbonate and lead carbonates. These results may be used in designing a method in which microbes can be utilized to combine CO2 with wastewater heavy metals to form carbonates, with the aim of mitigating environmental problems.